13 - sistema visivo

Question 1

caratteristiche delle onde elettromagnetiche

Answer 1

• lunghezza d’onda
• ampiezza
• frequenza (maggiore è la frequenza, maggiore è l’energia)

Question 2

spettro visibile

Answer 2

piccolissima parte dello spettro elettromagnetico che corrisponde alle lunghezze d’onda a cui gli esser umani sono sensibili (tra i 400 nm e i 700 nm)

Question 3

come avviene la messa a fuoco e quali diversi meccanismi di essa esistono

Answer 3

per poter vedere le immagini in maniera nitida, è necessario che la luce riflessa degli oggetti che guardiamo sia messa a fuoco in maniera precisa sulla superficie della porzione sensibile (retina).

• occhio composto (insetti)–> tubi lunghi e stretti che fanno arrivare la luce perpendicolarmente alla superficie dell’occhio
• modello scatola magica (animali molto semplici)
• modello a fotocamera –> lente modificabile nella forma che permette la messa a fuoco; negli occhi più sofisticati si trova anche il diaframma, che serve a controllare la quantità di luce che entra

Question 4

sclera

Answer 4

corrisponde al bianco dell’occhio ed è una membrana piuttosto resistente che circonda tutto l’occhio. Nella porzione anteriore, la sclera diventa trasparente per permettere alla luce di passare. (cornea)

Question 5

sclera

Answer 5

corrisponde al bianco dell’occhio ed è una membrana piuttosto resistente che circonda tutto l’occhio. Nella porzione anteriore, la sclera diventa trasparente per permettere alla luce di passare. (cornea)

Question 6

cornea

Answer 6

parte anteriore della sclera, che è trasparente per permettere il passaggio della luce verso l’interno, al fine della formazione dell’immagine.
La cornea non è irrorata dai vasi sanguigni, altrimenti non potrebbe essere completamente trasparente, ma riceve nutrimento da un liquido detto umor acqueo.

Question 7

cristallino e la sua accomodazione

Answer 7

completa il processo di messa a fuoco della luce (iniziato dalla cornea) sulla retina, cambiando forma grazie ai muscoli ciliari, che rendono possibile il processo di accomodamento (piatto, rilassato per oggetti lontani e curvo, contratto per oggetti vicini)

Question 8

pupilla e riflesso pupillare

Answer 8

apertura circolare posta tra la cornea e il cristallino che, a seconda dell’intensità della luce a cui è esposta, diventa più ampia (nella luce fioca) o più piccola (nella luce viva), così da assicurare il passaggio di un’adeguata quantità di luce sufficiente a mantenere la qualità dell’immagine–> riflesso pupillare alla luce, risposta controllata da centri del tronco dell’encefalo che ricevono informazioni dalla retina.

Question 9

iride

Answer 9

L’iride (che dà il colore degli occhi) è un muscolo circolare che controlla l’apertura della pupilla.

Question 10

umor vitreo

Answer 10

(o corpo vitreo) riempie la parte più consistente dell’occhio, che con la sua pressione positiva mantiene la forma sferica dell’occhio.

Question 11

fotorecettori della retina

Answer 11

sono di 2 tipi:

• bastoncelli–> visione notturna e immagini in scala di grigi
• coni–> visione diurna, immagini colorate e ad alta risoluzione

Question 12

epitelio pigmentato

Answer 12

tessuto di colore scuro che tappezza il fondo dell’occhio e che ha due funzioni:

1. impedisce la riflessione della luce che non è stata catturata dai fotorecettori evitando che sia riflessa nuovamente sull’occhio, sfuocando l’immagine;
2. nutre i fotorecettori e serve alla sintesi dei loro foto-pigmenti, che assorbono la luce.

Question 13

fovea

Answer 13

piccola regione al centro della macula (zona deputata alla visione centrale) ricca di fotorecettori (soprattutto coni), numerosissimi e ammassati, che permettono una buona risoluzione (ragione per cui gli oggetti che proiettiamo sul centro della retina sono più definiti di quelli che vengono proiettati sulla periferia della retina)

Question 14

interneuroni della retina

Answer 14

• cellule bipolari
• cellule orizzontali
• cellule amacrine
• cellule gangliari

Question 15

dato che i fotorecettori si trovano sul fondo assoluto della retina, in che modo è possibile il passaggio della luce?

Answer 15

1) assoni delle cellule della retina sono amielinici (diventano mielinici in corrispondenza del nervo ottico)–> offrono poca resistenza al passaggio della luce
2) nella fovea ( zona di maggior acuità visiva), i corpi cellulari degli inter neuroni sono spostati lateralmente–> assoni delle cellule gangliari devono cambiare direzione per uscire dall’occhio

Question 16

disco ottico

Answer 16

(macchia cieca/punto cieco) parte della retina in cui il nervo ottico lascia l’occhio, e dunque siamo privi di fotorecettori, quindi ciechi agli stimoli ( qui circolano anche i capillari che alimentano l’occhio e la retina)–> cervello lo riempie automaticamente, dunque non percepiamo punto cieco

Question 17

distribuzione dei fotorecettori sulla retina

Answer 17

• centro –> maggiormente coni
• periferia–> maggiormente bastoncelli (man mano che ci si allontana diminuisce il numero di recettori e aumenta il grado di convergenza, ossia di neuroni che convergono alla stessa cellula gangliare)

Question 18

in che modo è resa possibile la visione in scarse condizioni di luce

Answer 18

1. sono in grado di captare luce non diretta assialmente,
2. hanno maggiori quantità di foto-pigmento,
3. hanno un grado maggiore di amplificazione durante la trasduzione,
4. hanno un grado di convergenza più elevato con le cellule gangliari,
5. hanno una bassa risoluzione temporale (rimangono eccitati più a lungo, 100ms i bastoncelli, 20ms i coni).

Question 19

potenziale di membrana della retina al buio e alla luce

Answer 19

buio–> -30mV
luce–> -60 mV–> iperpolarizzazione avviene in seguito alla chiusura dei canali del sodio (aperti in assenza di stimolazione)

Question 20

sezioni che compongono recettori

Answer 20

• segmento esterno (contiene dischi e fotopigmento)
• segmento interno (soma)
• terminazione sinaptica

Question 21

dischi dei fotorecettori

Answer 21

• -> nei bastoncelli: veri e propri organuli che galleggiano nel citoplasma
• -> nei coni: introflessioni della membrana plasmatica.

Question 22

fototrasduzione nei bastoncelli

Answer 22

effettuata da una proteina di membrana dei dischi, la rodopsina, a cui si lega un pigmento, una molecola chiamata retinale
Retinale–> deriva dalla vitamina A ed è in grado di cambiare conformazione se colpito da un fotone di luce (si presenta in due forme isomeriche)–> quando è colpito dalla luce l’isomero 11-cis, si trasforma nell’isomero tutto-trans.

Questa trasformazione causa un cambiamento nei legami che il retinale forma con l’opsina, la quale viene attivata. Il processo è analogo a quello che accade per i recettori accoppiati a proteina G.

Question 23

passaggi del processo di foto-trasduzione nei bastoncelli

Answer 23

1) pigmento (RETINALE) si lega ad una proteina di membrana (RODOPSINA)
2) rodopsina attiva proteina G dei fotorecettori (TRASDUCINA)
3) trasducina agisce su una cascata del II messaggero (GMPc–> guanosin monofosfato ciclico, non AMPc!!)
4) attivazione della trasducina attiva enzima FOSFODIESTERASI
5) fosfodiesterasi converte GMPc–>GMP (non ciclico)

Quindi, la cascata di eventi scatenata dall’attivazione del retinale porta alla sottrazione di secondo messaggero (anziché alla sua produzione come nelle sinapsi).
Se il GMPc viene sottratto, i canali si chiudono e la cellula si polarizza (–60 mV). –> fotorecettori a riposo con la luce, si attivano con il buio

Question 24

retinale

Answer 24

pigmento che deriva dalla vitamina A e che cambia conformazione quando colpito dalla luce (due forme isomeriche):

• buio–> isomero 11-cis
• luce—> isomero tutto-trans

Questa trasformazione causa un cambiamento nei legami che il retinale forma con l’opsina, la quale viene attivata.

Question 25

zone binoculare e monoculari

Answer 25

binoculare–> zona sovrapposizione capi visivi sx e dx, molto ampia
monoculari–> zone laterali dei rispettivi campi visivi, più ristrette

Question 26

un che modo avviene il chiasma ottico

Answer 26

gli oggetti del campo visivo dx vengono proiettate sulle emiretine sx dei due occhi–> nervo dell’ emiretina sx dell’occhio sx prosegue nel proprio emisfero, mentre l’emiretina sx dell’occhio dx decussa, passando anch’essa all’emisfero sx

Question 27

zone principali dell’encefalo a cui proietta il nervo ottico

Answer 27

• nucleo genicolato laterale
• nucleo pretettale
• collicoli superiori

Question 28

nucleo genicolato laterale

Answer 28

(90% delle fibre) nucleo del talamo la cui funzione principale è l’elaborazione delle informazioni visive provenienti dalla retina

da qui partono le fibre chiamate radiazione ottica che proiettano all’area visiva primaria V1–>secondarie V2, V3, V4…–>aree associative visive (trasmissione può avvenire anche in senso contrario)

Question 29

nucleo pretettale

Answer 29

ha la funzione del controllo dei riflessi pupillari agli stimoli luminosi

Question 30

collicolo superiore

Answer 30

sezione del tetto del mesencefalo (tetto ottico) che è principale responsabile della deviazione degli occhi e del capo verso uno stimolo visivo (presenta una rappresentazione topografica dei vari punti della retina, simile a quella che si trova nella corteccia visiva primaria)–>il sistema, dunque, è organizzato in modo tale che un movimento nella periferia del campo visivo, un suono improvviso, o qualcosa che ci tocca, determina la cattura automatica dell’attenzione visiva.

Question 31

tipologie di cellule gangliari e come sono distribuite nel NGL

Answer 31

cellule M (magnae)--> trasmettono informazioni sul movimento e sulle caratteristiche globali
cellule P (parvae)--> trasmettono informazioni sul colore e sui dettagli della forma
cellule nonM- nonP--> (5%) come le cellule P, trasmettono principalmente informazioni sul colore

Nel nucleo genicolato laterale si distinguono sei strati principali:

• le prime due contengono cellule magnocellulari
• le altre quattro contengono cellule parvocellulari

Question 32

corteccia striata e che cellule la caratterizzano

Answer 32

(area visiva primaria). che si trova in gran parte all’interno della scissura interemisferica, popolata da “cellule semplici”, ognuna delle quali risponde ad orientamenti leggermente differenti

Question 33

moduli corticali

Answer 33

moduli della corteccia visiva composti da
- colonne di dominanza oculare (occhio dx/sx)
- colonne di orientamento (rispondono a specifici orientamenti)
poste in maniera perpendicolare

Ce ne sono circa un migliaio ed hanno una dimensione di circa 2 x 2 mm. Ogni punto del campo visivo è analizzato da un modulo corticale. –> Danni ad un modulo corticale lasciano un punto cieco nel campo visivo.

Question 34

corteccia extrastriata

Answer 34

corteccia delle aree visive secondarie, dove le diverse caratteristiche (forma, colore, movimento) che hanno viaggiato in modo separato dalla retina alla V1 sono ri-assemblate a formare i percetti.
V2–>sensibilità alla lunghezza, all’inclinazione, al colore, alla direzione di movimento, alla frequenza spaziale, ai contorni illusori
V3–>direzione di movimento, orientamento, colore ma anche alla disparità binoculare
V4–> all’inclinazione, alla lunghezza, alla frequenza spaziale e, talvolta, alla direzione di movimento
V5–>MT (area temporale mediale) specializzata nell’analisi dell’informazione relativa al movimento degli oggetti

Le diverse aree visive sono interconnesse tra di loro e con altre aree corticali come la corteccia parietale e la corteccia inferotemporale

Question 35

via dorsale e ventrale

Answer 35

• La via dorsale (dal lobo occipitale verso quello parietale) serve all’analisi del movimento (via del “dove”);
• La via ventrale (dal lobo occipitale verso quello temporale) serve al riconoscimento degli oggetti (via del “cosa”).